Задача № 4
Из баллона емкостью V выпускается воздух в атмосферу, при этом давление воздуха, измеренное манометром (избыточное давление), уменьшается с р1изб до р2изб. Определить массу выпущенного воздуха, если температура его изменилась от t1 до t2, а барометрическое (давление окружающей среды) давление рман = 750 мм рт. ст.
Таблица №8
Исходные данные к задаче № 4
Последняя цифра шифра |
V, л |
р1изб, МПа |
р1изб, МПа |
Предпослед. цифра шифра |
t1, ºС |
t2, ºС |
0 |
40 |
3 |
0,05 |
0 |
40 |
20 |
1 |
50 |
4 |
0,07 |
1 |
38 |
18 |
2 |
60 |
5 |
0,08 |
2 |
36 |
15 |
3 |
70 |
6 |
0,09 |
3 |
35 |
20 |
4 |
80 |
7 |
0,10 |
4 |
34 |
18 |
5 |
90 |
3 |
0,11 |
5 |
32 |
15 |
6 |
100 |
4 |
0,12 |
6 |
30 |
20 |
7 |
110 |
5 |
0,15 |
7 |
28 |
18 |
8 |
120 |
6 |
0,16 |
8 |
26 |
15 |
9 |
130 |
7 |
0,18 |
9 |
25 |
10 |
Тема 2. Термодинамические процессы
В теплотехнике могут встречаться самые разнообразные процессы, в которых один из параметров состояния является неизменным. К таким процессам относятся:
1) процесс при постоянном объеме — изохорный;
2) процесс при постоянном давлении — изобарный;
3) процесс при постоянной температуре — изотермический;
4) процесс без теплообмена с окружающей средой — адиабатный.
Кроме перечисленных основных процессов, в термодинамике рассматривается группа политропных процессов, в которых происходит одновременное изменение всех параметров состояния рабочего тела при наличии теплообмена с внешней средой.
1. Изохорный процесс
Изохорным процессом называется такое изменение состояния рабочего тела, при котором объем его остается постоянным. Давление и температура газа в этом процессе изменяются. Изохорный процесс можно осуществить, нагревая или охлаждая рабочее тело в замкнутом пространстве.
В рv координатах изохорный процесс изображается прямой линией 1—2, параллельной оси давлений. При подводе тепла давление и температура возрастают, при отводе – падают. При подводе тепла начальное состояние рабочего тела обозначено точкой 1, а конечное — точкой 2. Линия процесса 1—2 называется изохорой.
Рис. 1. Изохорный процесс в рv и Тs-координатах.
В изохорном процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре. Так как в изохорном процессе объем рабочего тела остается постоянным, то внешняя работа l = 0.
Для изохорного процесса:
2. Изобарный процесс
Изобарным процессом называется такой процесс изменения состояния рабочего тела, при котором давление его остается постоянным. Изменяющимися параметрами при этом являются объем и температура. Изобарный процесс можно осуществить в цилиндре с подвижным поршнем и постоянной нагрузкой. При подводе тепла температура газа и его объем возрастают, при отводе тепла — уменьшаются. В pv-координатах изобарный процесс изобразится прямой 1—2, параллельной оси объемов (рис. 2,а). Эта прямая называется изобарой.
В изобарном процессе объемы данной массы газа пропорциональны абсолютным температурам.
Количество тепла, подведенное в изобарном процессе, равно разности энтальпий в конце и начале процесса.